Radioaktív sugárzások az orvosi gyakorlatban. Az ionizáló sugárzások biológiai hatása. A sugárhatás osztályozása. A sugárhatás osztályozása

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Radioaktív sugárzások az orvosi gyakorlatban. Az ionizáló sugárzások biológiai hatása. A sugárhatás osztályozása. A sugárhatás osztályozása"

Brigitta Tóth
7 évvel ezelőtt
Látták:

1 Radioaktív sugárzások az orvosi gyakorlatban Az ionizáló sugárzások biológiai hatása Dr Smeller László Biofizikai és Sugárbiológiai Intézet A sugárhatás osztályozása A sugárhatás osztályozása A károsodás valószínűsége Sztochasztikus dózis A károsodás valószínűsége Determinisztikus 100% dózis Sztochasztikus Kis dózisok esetén Kevés számú találat Véletlenszerűen kialakuló Nincs küszöbdózis Súlyosság f.len a dózistól Sugárveszélyes munkahelyen dolgozók, rtg. ill. izotópdiagnosztikai vizsgálatok páciensei Determinisztikus Nagy dózisok esetén Sok találat Törvényszerűen kialakuló Van küszöbdózis Súlyosság nő a dózissal sugárbalesetek

2 ALARA elv As Low As Reasonably Achievable Olyan kevés, ami ésszerűen elérhető Költség optimum Sugárkárosodás költsége Az izotópdiagnosztika fizikai alapjai sugárvédelem költsége Dózis Izotóp : azonos Z különböző N különböző A rendszám neutronszám tömegszám A kémiai tulajdonságokat az elektronburok határozza meg. Z = elektronok száma => a stabil és instabil izotópok kémiai és biológiai viselkedése (anyagcsere!) megegyezik. De a radioaktív izotóp sugároz és detektálható! Bevezetés Egy elem különböző izotópjai stabil instabil radioaktív bomlik, bomláskor sugároz Izotóp radioaktív izotóp Izotópdiagnosztika: olyan módszer, amely során a radioaktív izotópok által kibocsátott sugárzás mennyiségének, térbeli és időbeli eloszlásának detektálásával nyerünk diagnosztikai információt. Milyen információt kaphatunk? A vizsgált szerv mérete, működőképessége, a funkció sebessége (pl. pajzsmirigy jódfelhasználása) Hevesy György Nobel díj

3 Általános szempontok: Sugárvédelem Információ Páciens Személyzet Többletinformáció: Funkció! Morfológiai információ mellett a működés sebességét is megmérhetjük: hipofunkció - hiperfunkció megj: ne keverjük össze a kontrasztanyaggal!!! Alapvető sugárvédelmi szabály: Az izotóp akkor a legveszélyesebb, ha inkorporálódik. Most mégis ezt tesszük! Miért? Cost-benefit elv: Megéri-e a sugárkárosodás kockázata az így kapható információt? (Minden tevékenység veszélyes!) Az izotóp kiválasztásának szempontjai 1. Melyik elem izotópját használjuk? 2. Mekkora aktivitást használjunk? 3. Milyen hosszú legyen az izotóp felezési ideje? 4. Milyen sugárzást emittáljon az izotóp? 5. Mekkora legyen a sugárzás energiája? 1. Melyik elem izotópját használjuk? Amelyik felhalmozódik a vizsgálandó szervben (kritikus szerv) Az elemek periódusos rendszere Tipikus pl. 131 I pajzsmirigyvizsgálathoz 59 Fe vörösvértest felépülés De! Nincs minden szervhez ilyen izotóp => hordozómolekulára kell ültetni előny: (majdnem) szabadon választható az izotóp, az izotóp tulajdonságai optimalizálhatóak a sugárvédelem és a mérés szempontjából Megj:nagyon kis mennyiség! pmol (ld. jegyzet feladatok) ilyen kis mennyiségben nem mérgező!

4 2. Mekkora aktivitást használjunk? Képminőség Dózis sugárvédelem: kicsit detektálás: nagyot arany középút MBq 100 MBq függ a mérés idejétől is! gyors méréshez nagy Λ kell! pl. szív Detektált γ fotonok száma Poisson eloszlást követ: σ = μ Pl: N imp =100 μ => σ =10 (10%) N imp =10000 μ => σ =100 (1%) 3. Felezési idő ΔN ΔN Λ = = λn Δt Δt ln 2 Λ = λn = N T A bevitt radioaktív atomok száma: N = ΛT ln 2 Mivel (majdnem) az összes radioaktív atom a testben bomlik el: N ~ sugárterhelés Ugyanakkora Λ mellett a sugárterhelés kisebb felezési idejű izotóp választásával csökkenthető! => T legyen minél rövidebb De! T nem lehet rövidebb, mint a vizsgálandó folyamat karakterisztikus ideje. Pl. vvt élettartam hónap 99m Tc T = 6h (túl rövid!) 51 Cr T = 28 nap OK 60 Co T = 5 év (túl hosszú!) Szállítás problémája: 10 T alatt Λ -> Λ/1000 Pl.: ha T =2 perc 20 perc múlva 1MBq -> 1kBq => a nagyon rövid felezési idejű izotópokat helyben kell előállítani! (ciklotron, Tc-generátor) pl. 18 F 110 perc 15 O 2 perc (PET)

5 4. Milyen sugárzást emittáljon az izotóp? α, hatótáv < mm β +, β szövetben mm-cm nem lép ki a testből információt nem ad, csak károsít γ: csak részben nyelődik el, detektálható Az optimális izotóp csak γ sugárzást emittál! kivétel PET, ahol β + izotópot használunk. (ld. később) A tisztán γ-sugárzó izotóp: ritka izomer magátalakulás pl. 99m Tc Tc generátor m 6h 42 Mo 43Tc h β γ Tc Időben szétválik a β és a γ kibocsátás. Elkülöníthető a 99m Tc ami tisztán γ-sugárzó. 5. Mekkora energiájú legyen a γ-foton? nagy energia: kevéssé nyelődik el a szövetekben (sugárkárosodás) de nehéz detektálni kis energia: nagyrészt elnyelődik a szövetekben => károsít arany középút: néhány 100 kev optimális 99m Tc : 140 kev OK Optimális izotóp: 99m Tc nagyon sok vizsgálathoz használják megfelelő hordozómolekulához kötve in vitro pl. RIA => fluor. Izotópdiagnosztikai eljárások vvt élettartam Időbeli folyamat Dinamikus felv. Izotópfelvételi görbe Szcintillációs mérőfej in vivo γ-kamera 2D Σ SPECT 3D Térbeli eloszlás Statikus felv. PET 2D tomogr. szcintigráf 2D Σ

6 In vivo > Térbeli eloszlás > γ-kamera In vivo > Térbeli eloszlás > γ-kamera képernyő számítógép fotoelektronsokszorozók fényvezető szcintill. kristály ólomkollimátor Feloldóképesség: kollimátornyílások (PM csövek száma néhány x10)

7 Időbeli és térbeli felvétel kombinálása: Egymás utáni felvételek γ-kamerával Máj metasztázis pajzsmirigy hideggöb meleggöb összaktivitás 99m Tc fitát 99m Tc pertechnetát t Az izotópfelvételi görbe jellemzői pl: pajzsmirigy 131 I (jódfelvételi görbe) 131 I β - -t is sugároz ezért manapság inkább 99m Tc pertechnetát Na 99m TcO 4 Λ az izotóp beadása exponenciális T eff t

8 Biológiai kiürülés + fizikai bomlás A bomlási valószínűségek adódnak össze: λ fiz +λ biol =λ eff 1 λ = ln 2 T T eff Λ hyperfunkció hypofukció 1 1 = + T T fiz biol exponenciális T eff t Vesefunkció vizsgálat (renogram) mérjük tudjuk számoljuk (táblázat) Ue. vesefunkció vizsgálatára (renográfia) in vitro pl. RIA => fluor. Izotópdiagnosztikai eljárások vvt élettartam Időbeli eloszlás Izotópfelvételi görbe Szcintillációs mérőfej in vivo γ-kamera 2D Σ SPECT 3D Térbeli eloszlás PET 2D tomogr. szcintigráf 2D Σ SPECT (Single Photon Emission Computed Tomography) γ-kamera forog 3 dimenzós kép izotópeloszlás

9 SPECT CT és izotópdiagnosztika kombinálása PET-CT

Hasonló dokumentumok

Radioaktív sugárzások az orvosi gyakorlatban. Az ionizáló sugárzások biológiai hatása. A sugárhatás osztályozása. A sugárhatás osztályozása

Radioaktív sugárzások az orvosi gyakorlatban Az ionizáló sugárzások biológiai hatása Dr Smeller László Biofizikai és Sugárbiológiai Intézet A sugárhatás osztályozása A sugárhatás osztályozása A károsodás